9360-0306/01 – Experimentální metody a nástroje pro nanotechnologie II – fyzikální (EMANII)

Garantující katedra	Centrum nanotechnologií	Kredity	6
Garant předmětu	Ing. Ladislav Svoboda, Ph.D.	Garant verze předmětu	Ing. Ladislav Svoboda, Ph.D.
Úroveň studia	pregraduální nebo graduální	Povinnost	povinný
Ročník	3	Semestr	zimní
		Jazyk výuky	čeština
Rok zavedení	2022/2023	Rok zrušení
Určeno pro fakulty	FMT	Určeno pro typy studia	bakalářské

Výuku zajišťuje
Os. čís.	Jméno	Cvičící	Přednášející
BED0023	Ing. Jiří Bednář, Ph.D.
DVO54	prof. RNDr. Richard Dvorský, Ph.D.
SVO401	Ing. Ladislav Svoboda, Ph.D.

Rozsah výuky pro formy studia
Forma studia	Zp.zak.	Rozsah
prezenční	Zápočet a zkouška	3+3

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Formulovat fyzikální principy a jevy umožňující studium materiálových charakteristik nanostruktur. Posoudit výhody a nevýhody jednotlivých přístupů. Predikovat nové trendy v jejich aplikacích.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Předmět vychází ze základních vlastností nanostruktur a představuje vybrané metody pro specifikaci a diagnostiku jejich fyzikálních parametrů.

Povinná literatura:

1. KITTEL, Charles. Úvod do fyziky pevných látek. Přeložil Miloš MATYÁŠ. Praha: Academia, 1985; 2. AGRAWAL, Dinesh Chandra. Introduction to nanoscience and nanomaterials. Singapore: World Scientific, c2013. ISBN 978-981-4397-97-1; 3. MYHRA, Sverre a J. C. RIVIERE. Characterization of nanostructures. Boca Raton: CRC Press, c2013. ISBN 978-1-4398-5415-0; 4. MUSA, Sarhan M., ed. Nanoscale spectroscopy with applications. Boca Raton: CRC Press, c2014. ISBN 978-1-4665-6853-2.

Doporučená literatura:

1. LENG, Yang. Materials characterization: introduction to microscopic and spectroscopic methods. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, c2013. ISBN 978-3-527-33463-6; 2. GOLDENBERG, P. David. A Guide to SAXS Data Processing with the Utah SAXS Tools with Special Attention to Slit Corrections and Intensity Calibration. Department of Biology University of Utah, c2012; 3. SCHNABLEGGER, Heimo a SINGH, Y. The SAXS guide. Anton Paar GmbH, c2013. ISBN 180-120-13; 4. FULTZ, Brent a HOWE, James. Transmission Electron Microscopy and Diffractometry of Materials, Springer-Verlag Berlin, c2013. ISBN 978-3-642-29761-8.

Další studijní materiály

Studijní opory v systému E-výuka

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Ústní zkouška s písemnou přípravou.

E-learning

Další požadavky na studenta

Systematická domácí příprava.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Elektronová struktura pevných látek (Blochův teorém, Pásová struktura u makroskopických krystalů, Hustota stavů u makroskopických amorfních látek, Výběrová pravidla pro elektronové přechody, Typy elektronových přechodů) 2. Nanostruktury a jejich vlastnosti (Základní typy nanostruktur: nanočástice, kvantové tečky, nanodráty, nanovlákna, nanovrstvy, nanomřížky, Vazbová energie atomů a stabilita nanočástic, Elektromagnetické vlastnosti nanočástic, Diskrétní energetiská struktura u nanokrystalů) 3. Excitace nanostruktur fotony - Foton-Fotonová spektroskopie (UV-VIS spektroscopie, DRS - diffusní reflexní spectroscopie (Kubelka-Munk reflektance), FTIR - spectroskopie, RS - Ramanův rozptyl, PL - PhotoLuminiscenční spectroscopie, XRF - X Ray Fluorescence, TS - Terahertzová spectroscopie, EPR - elektronová paramagnetická rezonance) 4. Ecitace nanostruktur fotony - Foton-Elektronová spektroskopie (UPS - Ultrafialová fotoelectronová spectroscopie, XPS - X-ray fotoelectronová spectroscopie, X-AES - Auger-electronová spectroscopie, PS - Fotoconduktivní spectroscopie) 5. Excitace nanostruktur elektrony - Elektron-Fotonová spektroskopie (EDX - Energy-Dispersive X-ray spectroscopie, WDX -Wavelength-dispersive X-ray spectroscopie) 6. Excitace nanostruktur pozitrony - Pozitron-Fotonová spektroskopie (PAS - Pozitronová anihilační spektroskopie) 7. Excitace nanostruktur elektrony - Elektron-Elektronová spektroskopie (E-AES - Auger-electronová spectroscopie) 8. Vlnová difrakce na mřížkové struktuře (Braggova rovnice, Laueho uspořádání a difraktogram monokrystalu, Debye-Shererovo uspořádání a difraktogram prášku, XRD - Rentgenová difrakce (X Ray Difraction), SAXS - Rentgenová difrakce malých úhlů (Small Angle X-ray Scattering ), ED - Elektronová difrakce, ND - Neutronová difrakce)) 9. Laserová difrakce na mikročásticích (LDA - Laserová difrakční analysa, teorie difrakce světla na částicích - Mie, Fraunhofer, Rayleigh) 10. Dynamický rozptyl světla na nanočásticích (DLS - dynamic light scattering, dynamický rozptyl světla a autokorelační funkce) 11. Nukleární spektroskopie - Energetické hladiny v atomovém jádře (Modely atomového jádra, Radioaktivní přeměny a spektroskopie radioaktivního záření, Neutronové transmutace prvků, Aktivační analýza, Metoda radioaktivních indikátorů) 12. Moessbauerova spektroskopie (Princip Moessbauerovy spektroscopie, Technika Moessbauerovy spektroskopie, Aplikace Moessbauerovy spektroscopie, mocentství, magnetický moment, vazby) 13. Nukleární magnetická rezonance (NMR - Jaderná magnetická resonance)

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2023/2024 zimní semestr)

Název úlohy	Typ úlohy	Max. počet bodů (akt. za podúlohy)	Min. počet bodů	Max. počet pokusů
Zápočet a zkouška	Zápočet a zkouška	100 (100)	51
Zápočet	Zápočet	40	21
Zkouška	Zkouška	60	30	3

Rozsah povinné účasti: Účast na přednáškách min. 80 %.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Úspěšné složení zkoušky a odevzdání všech protokolů z laboratorních cvičení.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rok	Program	Obor/spec.	Spec.	Zaměření	Forma	Jazyk výuky	Konz. stř.	Ročník	Z	L	Typ povinnosti
2025/2026	(B0719A270001) Nanotechnologie			EM	P	čeština	Ostrava	3			povinný	stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název bloku	Akademický rok	Forma studia	Jazyk výuky	Ročník	Z	L	Typ bloku	Vlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.